Как работает антиблокировочная система торможения?

Расположение компонентов антиблокировочной системы. При резком торможении на скользкой дороге могут возникнуть проблемы. Антиблокировочная система (ABS) принимает на себя это действие и бережет Ваши нервы. На самом деле, на скользкой дороге даже профессиональный водитель не может затормозить без ABS также быстро, как среднестатистический водитель с ней.

В этой статье мы рассмотрим антиблокировочные системы — зачем они нам нужны, как они устроены, как они работают, какие они бывают, и какие проблемы могут возникнуть при их использовании?

Система ABS

В теории, антиблокировочная система устроена достаточно просто. Если Вы буксуете на льду, то видите, как колеса вращаются, но сцепление с дорогой отсутствует. Это происходит из-за проскальзывания опорной площади колеса на льду. Антиблокировочная система предотвращает блокировку и проскальзывание колес, что дает Вам два преимущества: остановка происходит быстрее, и Вы сохраняете управление автомобилем во время остановки.

ABS включает в себя следующие компоненты:

• Датчики скорости
• Насос
• Клапаны
• Блок управления

Датчики скорости

Антиблокировочной системе необходимо отслеживать момент, пограничный с блокировкой колес. Датчики скорости, установленные на каждом колесе, или в некоторых случаях, на дифференциале, считывают эту информацию.

Клапаны

В тормозной системе установлены клапаны для каждого тормоза, контролируемого ABS. В некоторых системах клапан имеет 3 положения:

• В положении 1 клапан открыт; давление от главного цилиндра передается на тормоз.
• В положении 2 клапан блокирует линию, изолируя тормоз от главного цилиндра. Это предотвращает повышение давления при более сильном нажатии на педаль тормоза.
• В положении 3 клапан немного снижает давление в тормозе.

Насос

Т.к. клапан может ослаблять давление тормозов, необходимо как-то его нагнетать в исходное положение. Для этого используется насос; когда клапан стравливает давление в линии, насос нагнетает его до необходимого уровня.

Блок управления

Блок управления представляет собой компьютер. Он отслеживает показания датчиков скорости и контролирует клапаны. Насос и клапаны ABS

Работа ABS

Существуют различные варианты алгоритмов и их комбинаций для управления ABS. Мы рассмотрим принцип работы наиболее простой системы.

Блок управления непрерывно считывает показания датчиков скорости. Он отслеживает любые уменьшения скорости, которые не являются нормальными. Например, перед блокировкой колеса, скорость его вращения резко падает. При игнорировании этого, колесо останавливается намного быстрее, чем автомобиль. В идеальных условиях для остановки при скорости движения 100 км/ч, автомобилю требуется примерно 5 секунд, но колесо блокируется менее, чем за 1 секунду.

Блок управления ABS знает, что такое резкое прерывание движения невозможно, поэтому он снижает давление на тормоза до тех пор, пока не начнется ускорение, затем опять повышает давление до повторного торможения. Это происходит настолько быстро, что колесо не успевает резко изменить скорость. В результате колеса тормозят с той же скоростью, что и автомобиль, при этом колеса тормозят в положении, пограничным с блокировкой. При этом система достигает максимального тормозного усилия.

При срабатывании ABS вы почувствуете пульсацию педали тормоза; это происходит из-за быстрого открытия и закрытия клапанов. В некоторых ABS происходит до 15 циклов открытия/закрытия клапанов в секунду.

Типы антиблокировочных систем

В автомобилях используются различные типы антиблокировочных систем в зависимости от типа установленных тормозов. Мы будем рассматривать ABS по числу каналов — т.е. количеству клапанов, которые контролируются по отдельности — и количеству датчиков скорости.

Четырехканальная ABS с четырьмя датчиками
Данный тип является наилучшим. Датчики скорости установлены на каждом колесе, а также для каждого колеса установлен отдельный клапан. При таком типе ABS, блок управления контролирует каждое колесо в отдельности для обеспечения наивысшего усилия торможения.

Трехканальная ABS с тремя датчиками
Обычно такой тип используется на небольших грузовиках (пикапах) при действии ABS на все четыре колеса. Передние колеса имеют два датчика и клапана, по одному для каждого колеса, а для задних колес устанавливается один датчик и клапан. Датчик скорости задних колес расположен на заднем мосту.

Такая система предусматривает индивидуальный контроль для каждого переднего колеса, обеспечивая максимального усилия торможения. Задние же колеса отслеживаются в паре, т.е. для срабатывания ABS необходима блокировка обоих задних колес. Такой тип ABS допускает блокировку одного заднего колеса при торможения, что снижает его эффективность.

Одноканальная ABS с одним датчиком
Такой тип обычно устанавливается на небольших грузовиках (пикапах) при действии ABS только на задние колеса. Такая ABS имеет только один клапан для контроля обоих задних колес и один датчик, расположенный на заднем мосту.

Данный тип функционирует также, как и задняя часть трехканальной ABS. Задние колеса отслеживаются в паре, т.е. для срабатывания ABS необходима блокировка обоих задних колес. Такой тип ABS допускает блокировку одного заднего колеса при торможения, что снижает его эффективность.

Такую ABS легко узнать. Обычно она имеет одну тормозную магистраль, идущую к обоим задних колесам через тройник. Вы также можете найти датчик скорости по электрическому соединению рядом с дифференциалом заднего моста.

Часто задаваемые вопросы по ABS

Нужно ли мне тормозить прерывистым нажатием на педаль тормоза на скользкой дороге?
При езде на автомобиле, оборудованном ABS, не нужно тормозить прерывистым нажатием на педаль. Прерывистое нажатие на педаль тормоза используется при торможении автомобиля без ABS для предотвращения блокировки колес и сохранения управления машиной. В автомобилях с ABS блокировка колес не происходит никогда, поэтому прерывистое нажатие на педаль лишь продлит время остановки.

При экстренном торможении на автомобиле с ABS необходимо уверенно нажимать на педаль тормоза и удерживать ее нажатой, пока ABS осуществляет торможение. Вы можете почувствовать сильную пульсацию педали, но так и должно быть, не отпускайте педаль.

Правда ли работает антиблокировочная система?
ABS делает торможение более эффективным. Она предотвращает блокировку колес и обеспечивает наименьший тормозной путь на скользкой дороге. Но способствует ли ABS предотвращению ДТП?

Американский институт дорожной безопасности провел ряд исследований для определения, насколько часто автомобили ABS участвуют в ДТП со смертельным исходом. Результаты исследования 1996 г. показали, что ABS не предотвращает возникновение ДТП со смертельным исходом. Также было отмечено, что автомобили с ABS реже участвуют в ДТП со смертельным исходом для водителя и пассажиров автомобиля, с которым произошло столкновение, но чаще со смертельным исходом для водителя и пассажиров машины с ABS, особенно при ДТП с участием одного автомобиля.

По этой причине до сих пор ведутся споры по поводу эффективности ABS. Некоторые считают, что водители автомобилей с ABS неправильно осуществляют торможение и отпускают педаль, когда чувствуют ее пульсацию. Некоторые считают, что если ABS позволяет управлять автомобилем при экстренном торможении, то многие в приступе паники съезжают с дороги и разбиваются.

Последние исследования показывают, что автомобили, оборудованные ABS, реже участвуют в ДТП, однако это еще не является основанием полагать, что ABS повышает безопасность движения.

Схема расположения компонентов ABS

Давайте соединим все части ABS вместе и посмотрим, как она работает. На рисунке представлен как пример, так и крупный план расположения компонентов ABS в автомобиле. Компоненты антиблокировочной системы.

www.exist.ru

Антиблокировочная тормозная система автомобиля | Описание

Трудно найти современный автомобиль, который не оборудован антиблокировочной тормозной системой, и знание принципов ее работы, в критической дорожной ситуации, может помочь не совершить фатальной ошибки при управлении автомобилем.

Зачем нужна антиблокировочная тормозная система и принцип ее действия, подробно рассмотрен в описании тормозной системы ABS с системой динамической стабилизации легкового автомобиля.

Антиблокировочная тормозная система (ABS) исключает блокировку колес, в результате чего сохраняется управляемость и курсовая устойчивость автомобиля при сильном торможении, при этом автомобиль реагирует примерно таким же способом, к которому привык водитель во время обычной дорожной ситуации.

Пояснение действия ABS

Начиная с середины 2004 года все продаваемые в Европе автомобили серийно оснащены антиблокировочной системой тормозов. Для пояснения действия ABS имеют значение следующие основные понятия физических параметров движения:

• тормозной путь,
• тормозная сила,
• проскальзывание шины,
• коэффициент трения,
• зависимость коэффициента трения от проскальзывания шины,
• окружность профессора “Камма”.

Тормозной путь автомобиля (s, в метрах) зависит от веса автомобиля (m, в килограммах), скорости при начале торможения (v, в метрах в секунду) и тормозной силы (F, в Ньютонах): s = v2 x m / 2 x F. Тормозной путь должен быть минимальным.

При воздействии на педаль тормоза тормозная система создает тормозную силу, передаваемую через шины на дорожное полотно. Тормозная сила может возрасти настолько, что вращение заторможенного колеса начинает блокироваться.

Окружная скорость свободно вращающегося колеса равна скорости автомобиля. Движение колеса относительно дорожного полотна замедляется или ускоряется под воздействием тормозной силы или силы ускорения, и возникает проскальзывание шины. При блокировке колеса проскальзывание шины составляет 100 %, при свободно катящемся – 0 %.

Для достижения минимально возможного тормозного пути шина должна иметь возможность передать на дорожное полотно максимально возможную тормозную силу. Эта свойство определяется коэффициентом трения.

Коэффициент трения обозначает соотношение между силой шины, действующей на опорную поверхность (Fn, в Ньютонах), и силой трения (Fr, в Ньютонах), необходимой для движения заблокированного колеса по поверхности дорожного полотна: = Fr / Fn.

Сила, воздействующая на опорную поверхность Fn, определяется общим весом и положением центра тяжести автомобиля. Сила трения Fr зависит от:

• состава сырья дорожного покрытия,
• характеристик поверхности дорожного полотна,
• материалов, из которых изготовлены шины,
• конструкции шин,
• преобладающего вида трения (трение сцепления, скольжения или качения).

Из-за свойств вискозы, входящей в состав шин, на опорной поверхности шины возникают три различных вида трения с переменным удельным весом. Это приводит к так называемому полусухому трению. При полусухом трении удельный вес соответствующего вида трения зависит от преобладающего проскальзывания шины.

Так как коэффициент трения зависит от вида трения, то из этого следует, что зависит и от проскальзывания шины. Приведенный ниже график поясняет эту мысль.

Оптимальный коэффициент трения современной шины находится в диапазоне от 15 до 22 % проскальзывания шины (зеленая область). Шина передает на дорожное полотно продольные и поперечные силы. Продольные усилия возникают при разгоне и торможении, а поперечные — при движении в повороте.

Максимальная сила трения шины зависит от деления продольных и поперечных сил. Это означает, что полностью блокированное колесо не в состоянии в дальнейшем принимать на себя силы бокового увода ни при каких обстоятельствах, и автомобиль становится не управляемым.

Противоположно этому, шина, которая передает максимальную силу бокового увода, более не может передавать на дорожное полотно тормозную силу. Эта взаимосвязь поясняется с помощью так называемой «Окружности профессора Камма».

Антиблокировочная тормозная система

С помощью датчиков частоты вращения колес ABS контролирует скорость вращения всех колес автомобиля. По этим данным модуль ABS определяет базовую скорость, являющуюся критерием для определения скорости автомобиля.

Если в процессе торможения частота вращения (окружная скорость) какого-либо колеса начинает отличаться от базовой скорости столь значительно, что превышается допустимая величина проскальзывания, то ABS через гидравлическую систему воздействует на величину давления в системе привода тормоза соответствующего колеса.

Для воздействия на тормозное давление гидравлика обычной тормозной системы дополняется, в основном, четырьмя конструктивными узлами:

1. Впускные клапаны.
2. Выпускные клапаны.
3. Насос высокого давления.
4. Аккумулятор давления.

На рисунке изображена схема тормозного контура.

Фаза повышения давления

При воздействии на педаль тормоза водитель повышает давление в тормозной системе . Впускной и выпускной клапаны находятся в состоянии покоя — впускной клапан открыт, а выпускной клапан закрыт. Давление в тормозной системе прикладывается к колесным тормозным механизмам, и автомобиль начинает замедлять ход.

Фаза удержания давления

Если в процессе торможения величина проскальзывания одного или нескольких колес достигает критического предела, то запускается фаза удержания давления: впускной клапан закрывается.

Давление в тормозной системе, приложенное к колесным тормозным механизмам, сохраняется и не может быть повышено водителем через педаль тормоза. Выпускной клапан во время фазы удержания давления продолжает находиться в закрытом положении.

Фаза сброса давления

Если, несмотря на запущенную фазу удержания давления, сохраняется опасность блокировки колеса, то давление в тормозной системе, приложенное к колесному тормозному механизму, снижается: открывается выпускной клапан, чтобы давление в тормозной системе могло быть сброшено через обратный шланг.

Впускной клапан остается при этом закрытым, и вытекающая тормозная жидкость попадает в энергоаккумулятор низкого давления, а блокированное колесо вновь начинает вращение вследствие сниженного давления в тормозной системе.

Фаза повышения давления во время регулирования

При запущенном регулировании включается насос высокого давления модуля ABS. Насос высокого давления откачивает тормозную жидкость из энергоаккумулятора низкого давления и вновь возвращает ее в контур регулирования.

Регулирование начинается снова и продолжается до тех пор, пока колесо не придет в состояние покоя, или водитель не снизит давление в тормозной системе настолько, чтобы колесо более не было предрасположено к блокированию.

Педаль тормоза в течение всего процесса торможения с использованием ABS остается приблизительно в том же положении, в котором она находилась при достижении предельного уровня блокирования колеса. Непрерывный сброс и нагнетание давления ощущаются водителем вибрацией педали тормоза.

Вибрация педали тормоза сигнализирует водителю о задействовании антиблокировочной системы тормозов, поэтому у него появляется возможность отреагировать должным образом и привести характер вождения в соответствие с имеющимися дорожными условиями.

Противобуксовочная система

Величина возникающего проскальзывания ведущих колес зависит от подлежащей передаче силы тяги, чем выше величина силы тяги, тем больше проскальзывание шины. Однако при возрастающем проскальзывании шина теряет способность к передаче большой силы тяги. Таким образом, чем сильнее проскальзывает колесо, тем слабее становится сила, разгоняющая автомобиль.

По аналогии с передаваемой силой тяги вместе с возрастающим проскальзыванием ведущих колёс падает и передаваемая сила бокового увода. Следствием сильного проскальзывания ведущих колес может быть боковой занос автомобиля на стороне ведущей оси.

На автомобилях без блокировки дифференциала максимально передаваемую силу тяги, прежде всего, определяет прокручивающееся колесо. Если оба ведущих колеса имеют совершенно разный коэффициент трения, например, одно колесо находится на льду, а другое – на шероховатом асфальте, то стоящее на асфальте колесо не передаст настолько высокую силу тяги, чтобы ее хватило для трогания автомобиля с места.

Функция системы контроля тягового усилия интегрирована в модуль ABS, так как необходимые входные сигналы, по большей части, уже используются в ABS. На основании разницы в скорости вращения колес система определяет существующее проскальзывание ведущих и не ведущих колёс.

Регулирующее воздействие различается между системой контроля тягового усилия с воздействием со стороны двигателя и системой контроля тягового усилия с воздействием со стороны тормозной системы. Система контроля тягового усилия с воздействием со стороны двигателя вызывает понижение приводной мощности или мощности двигателя при недопустимо большом проскальзывании ведущих колес.

Понижение мощности двигателя осуществляется модулем управления силовым агрегатом. Модуль антиблокировочной системы тормозов / контроля тягового усилия и модуль управления силовым агрегатом взаимодействуют друг с другом по протоколу передачи данных.

Снижение мощности двигателя производится в зависимости от модели автомобиля под воздействием системы зажигания и / или дозирования топлива и / или активного возврата дроссельной заслонки. Система контроля тягового усилия с воздействием со стороны тормозной системы вызывает затормаживание прокручивающегося колеса с помощью тормозной системы.

В результате затормаживания возникает повышение крутящего момента в силовом агрегате. Повышенный крутящий момент подается через дифференциал на противоположное не прокручивающееся ведущее колесо. Воздействие сравнимо с автоматическим самоблокирующимся дифференциалом.

При нажатии водителем на педаль тормоза система контроля тягового усилия с воздействием со стороны тормозной системы отключается. Возможно возникающее вследствие этого возрастание температуры тормозной системы контролируется на ведущей оси электронным способом при помощи математической модели.

В системе контроля тягового усилия с воздействием со стороны тормозной системы повышение тормозного давления осуществляется гидравлическим блоком управления антиблокировочной системы тормозов. Гидравлическая система антиблокировочной системы тормозов была соответствующим образом модифицирована.

Тормозные контуры ведущих колес имеют по дополнительному переключающему клапану, отсечному клапану и необходимые системные трубопроводы. Насос высокого давления был усилен для соответствия повышенным требованиям.

При тормозном управляющем воздействии, вызванном модулем, открывается переключающий клапан во впускном трубопроводе насоса высокого давления, а отсечный клапан закрывается. Приводится в действие насос высокого давления и откачивает тормозную жидкость непосредственно из бачка тормозной жидкости главного тормозного цилиндра.

Давление в тормозной системе через синхронизируемый впускной клапан подается на колесный тормозной механизм. Тормозная система автомобиля подвергается повышенной нагрузке под влиянием системы контроля тягового усилия с воздействием со стороны тормозной системы, поэтому система контроля тягового усилия отключается при достижении температурой тормозной системы критического предельного значения.

При этом факторами влияния являются скорость автомобиля, давление в тормозной системе и длительность тормозящего воздействия. Водитель информируется об этом соответствующим индикатором на приборном щитке. Система контроля тягового усилия вновь готова к работе при охлажденной тормозной системе.

Во все более возрастающем количестве в современных системах контроля тягового усилия комбинируется воздействие со стороны тормозной системы и со стороны двигателя. Таким образом, может быть достигнуто оптимальное тяговое усилие при достаточно бережном отношении к тормозной системе.

Система динамической стабилизации

Электронная система поддержания курсовой устойчивости оказывает активное влияние на динамику движения автомобиля в предельных диапазонах. Для получения более ясного представления о принципах работы системы динамической стабилизации (ESP) кратко поясняются следующие основные понятия по динамике движения:

1. Поперечное ускорение.
2. Момент рыскания.
3. Рыскание.
4. Недостаточная поворачиваемость.
5. Избыточная поворачиваемость.

Поперечное ускорение

При движении в кривой на автомобиль действует центробежная сила. Величина центробежной силы зависит от веса автомобиля и ускорения, действующего в поперечном направлении по отношению к направлению движения.

Это поперечное ускорение в свою очередь, зависит от скорости автомобиля и радиуса кривой поворота. При чрезмерно сильном возрастании поперечного ускорения, автомобиль выносит из кривой.

Момент рыскания

Возникающей в повороте центробежной силе противодействует сила бокового увода шин. При устойчивом движении в повороте действующая центробежная сила равна сумме переданных сил бокового увода. Если центробежная сила превышает сумму передаваемых сил бокового увода, то автомобиль теряет устойчивость, т.е. автомобиль более не следует по траектории, выбранной водителем.

Доля центробежной силы, превышающая передаваемую силу бокового увода, вместе с приложенным к центру тяжести автомобиля плечом рычага образует крутящий момент. Этот крутящий момент, называемый также моментом рыскания, стремится повернуть автомобиль вокруг вертикальной оси. Скорость вращения вокруг вертикальной оси автомобиля называется рысканием. Величина рыскания зависит от момента рыскания и массы автомобиля.

Недостаточная / избыточная поворачиваемость

В зависимости от направления вращения момента рыскания автомобиль при движении в кривой описывает больший или меньший радиус, чем тот, который соответствовал повороту передних колес. Если автомобиль описывает больший радиус кривой, то есть автомобиль выталкивает из кривой передними колесами, то речь идет о недостаточной поворачиваемости.

Недостаточная поворачиваемость в предельном диапазоне возникает, как правило, на автомобилях с передним приводом. Если автомобиль описывает меньший радиус кривой, то есть автомобиль выталкивает из кривой задними колесами, то речь идет об избыточной поворачиваемости. Избыточная поворачиваемость в предельном диапазоне возникает, как правило, на автомобилях с приводом на задние колёса.

Способ регулирования

Для пояснения способов регулирования остановимся подробно на следующих вопросах:

1. Фактор влияния регулирования.
2. Регулирующее воздействие при наступлении недостаточной поворачиваемости.
3. Регулирующее воздействие при наступлении избыточной поворачиваемости.
4. Регулирующее воздействие для стабилизирования прицепа.
5. Регулирующее воздействие для предотвращения опрокидывания.
6. Регулирующее воздействие динамического движение по кривой.
7. Управление тормозной системой во время регулирующего воздействия.

Факторы влияния регулирования

Для электронной системы поддержания курсовой устойчивости также, как и для системы контроля тягового усилия, используется большинство компонентов антиблокировочной системы тормозов, к ним относятся:

1. датчик угла поворота рулевого колеса,
2. датчик поперечного ускорения,
3. датчик рыскания.

Датчики электронной системы поддержания курсовой устойчивости могут быть объединены в две группы: датчики, отслеживающие динамические характеристики автомобиля, соответствующие намерениям водителя:

• Датчик угла поворота рулевого колеса.
• Датчики скорости вращения колеса.

Датчики, отслеживающие действительные динамические характеристики автомобиля:

• Датчик рысканья автомобиля.
• Датчик поперечного ускорения.

Модуль антиблокировочной системы тормозов/электронной системы поддержания курсовой устойчивости по углу поворота руля и частоте вращения колес определяет задаваемую водителем дорожную ситуацию и вычисляет подходящие для нее значения поперечного ускорения и величины рыскания.

Если рассчитанные значения начинают отличаться от действительных величин, фиксируемых датчиками рысканья и поперечного ускорения, то стабильность дорожной ситуации нарушается, и осуществляется регулирующее воздействие на отдельные колесные тормозные механизмы.

A динамические характеристики, соответствующие намерениям водителя,

B действительные динамические характеристики автомобиля,

1. угол поворота и скорость поворота рулевого колеса,
2. сигналы частоты вращения колес,
3. рыскание,
4. поперечное ускорение,
5. модуль электронной системы поддержания курсовой устойчивости / блок регулирования,
6. колесный тормозной механизм.

Регулирующее воздействие при недостаточной поворачиваемости

При недостаточной поворачиваемости производится тормозное управляющее воздействие на внутреннее по отношению к повороту колеса. Переднее колесо затормаживается до сближения с оптимальным значением величины проскальзывания (возможно более высокий коэффициент трения).

Возникающая тормозная сила с помощью эффективного плеча рычага между площадью контакта шины и центром тяжести автомобиля образует крутящий момент, приводящий к повороту автомобиля вовнутрь кривой. Заднее колесо затормаживается с сильным проскальзыванием для того, чтобы целенаправленно сократить силу бокового увода на задней подвеске.

Вследствие этого центробежная сила, действующая при движении по кривой, может поддерживать вращательное движение автомобиля. В то же самое время для придания устойчивости автомобилю снижается мощность двигателя воздействием на систему управления двигателем.

Регулирующее воздействие избыточной поворачиваемости

При избыточной поворачиваемости осуществляется тормозное управляющее воздействие, прикладываемое ко внешним по отношению к повороту колесам, при этом переднее колесо затормаживается с сильным проскальзыванием для уменьшения силы бокового увода на передней подвеске.

Заднее колесо затормаживается с оптимальным проскальзыванием для того, чтобы, используя возникающий рычаг, вывернуть автомобиль наружу из кривой. Мощность двигателя вновь снижается соответствующим образом для придания устойчивости автомобилю.

Регулирующее воздействие для стабилизирования прицепа

При движении по сигналам датчика угла поворота рулевого колеса и датчика рыскания, электронная система поддержания курсовой устойчивости распознает виляния прицепа, и с помощью взаимного (правого/левого) торможения и дополнительно, при необходимости, снижения мощности двигателя скорость автомобиля с прицепом снижается до тех пор, пока не прекратятся колебания прицепа.

Регулирующее воздействие для предотвращения опрокидывания

При внезапном, очень резком объезде препятствия, предпринятом водителем, существует возможность опрокидывания, и в этом случае передние колеса поочередно подтормаживаются, одновременно крутящий момент двигателя снижается до нуля.

Это вмешательство в работу тормозной системы и двигателя производит под регулирование и уменьшает скорость, что позволяет уменьшить поперечное ускорение и, соответственно, наклон, ведущий к опрокидыванию.

Как только опрокидывающий наклон предотвращен, прекращается вмешательство в работу систем управления тормозами и двигателем. Внезапный объездной маневр с опрокидыванием распознается по согласованности сигналов датчика угла поворота рулевого управления и датчика рыскания/поперечного ускорения.

Регулирующее воздействие динамического движение по кривой

При быстром прохождении поворотов возможно проворачивание колес, вызванное влажностью, неровностями поверхности полосы движения или слишком малом радиусе поворота дороги. При обычном контроле тягового усилия возможно предотвращение проворачивания внутреннего колеса поворота при снижении крутящего момента двигателя.

Скорость движения автомобиля ограничивается сцеплением внутреннего колеса поворота с поверхностью дороги, а при динамическом регулировании движения на повороте в такой ситуации выполняется торможение внутреннего колеса поворота. Таким образом, больший крутящий момент этого колеса переносится на внешнее колесо.

Увеличивается маневренность автомобиля, улучшаются его ходовые качества и возрастает чувствительность к повороту рулевого колеса. Так как электронная система поддержания курсовой устойчивости работает с более высокими величинами проскальзывания, чем антиблокировочная система тормозов, то тормозная активность со стороны электронной системы поддержания курсовой устойчивости превалирует.

При соразмерно высоком давлении в тормозной системе, к регулированию со стороны электронной системы поддержания курсовой устойчивости подключается автоматически регулируемое торможение со стороны модуля ABS (антиблокировочной системы тормозов).

Таким образом, повышается безопасность в критических ситуациях, возникающих при вождении автомобиля, но нельзя забывать, что если автомобиль оборудован антиблокировочной тормозной системой, то это не исключает основную роль водителя в управлении автомобилем — ABS только помощник на дороге!

Не превышайте скорость движения, все равно везде не успеете, а сбережешь секунду — потеряешь жизнь. Чем выше профессионализм водителя, тем реже педаль тормоза встречается с его ногой. Выполняйте главное правило дорожного движения ДДД (3 Д) и удачи Вам на дорогах.

С уважением, Олег!

olegles.ru

Антиблокировочная система тормозов (ABS). Системы безопасности автомобиля.

Добрый день, уважаемый читатель.

В четвертой статье серии «Системы безопасности автомобиля» рассмотрим очередной механизм обеспечения безопасности — антиблокировочную систему тормозов.

В отличие от рассмотренных ранее систем пассивной безопасности (ремни безопасности и подушки безопасности), которые помогают в случае ДТП, антиблокировочная система относится к системам активной безопасности, т.е. главным образом она помогает предотвратить столкновение автомобилей.

Простейший способ торможения автомобиля

Многие водители считают, что чтобы быстро остановить автомобиль, необходимо нажать и удерживать педаль тормоза (тормоз в пол). Безусловно, такой способ заставит автомобиль остановиться, но такое торможение не будет эффективным.

При торможении в пол происходит блокировка колес, т.е. колеса автомобиля перестают вращаться. На первый взгляд кажется, что с заблокированными колесами автомобиль остановится быстрее. Но это только на первый взгляд. Вспомним небольшой элемент школьного курса физики: «Сила трения покоя всегда больше, чем сила трения скольжения». Т.е. если колеса автомобиля катятся (незаблокированы), то автомобиль затормозит быстрее, чем в случае с заблокированными колесами. Это обусловлено тем, что в первом случае пятно контакта колес автомобиля находится в неподвижном состоянии относительно дорожного полотна, т.е. действует сила трения покоя. Во втором же случае, когда колеса автомобиля заблокированы, на него действует сила терния скольжения.

Существует также второй недостаток простейшего способа торможения — автомобиль с заблокированными колесами полностью теряет управляемость. Т.е. если в повороте заблокировать колеса, то автомобиль продолжит свое движение по инерции прямо, а не в сторону повернутых колес.

Очевидно, что простейший способ торможения несовершенен, а иногда и опасен. Поэтому для помощи водителю при торможении были разработаны специальные антиблокировочные системы тормозов (АБС).

Антиблокировочная система тормозов

Как можно догадаться из названия, антиблокировочная система не позволяет блокироваться колесам автомобиля при торможении.

В простейшем случае система состоит из датчиков, снимающих скорость вращения каждого из колес и блока управления. При этом скорости вращения колес сравниваются, и если одно из колес вращается медленнее других (признак блокировки), то тормозное усилие на это колесо уменьшается. Колесо не блокируется. Система АБС проверяет колеса по несколько десятков раз в секунду, что позволяет сохранять для всех колес одинаковую скорость вращения.

Очевидно, что при использовании АБС в случае торможения в пол тормозной путь автомобиля уменьшается, и, что не менее важно, автомобиль сохраняет управляемость.

Торможение прерывистыми нажатиями на педаль тормоза

Существует еще один способ торможения, который может применяться как с АБС, так и без нее — торможение прерывистыми нажатиями на педаль тормоза. Заключается он в том, что водитель давит на педаль тормоза резко, сильно, но в течение коротких промежутков времени. Т.е. он то нажимает педаль, то отпускает ее.

При таком торможении колеса автомобиля блокируются-разблокируются. Такой способ позволяет уменьшить тормозной путь автомобиля. Это происходит за счет того, что при кратковременных нажатиях на педаль тормоза вес автомобиля переносится на его переднюю ось. Также в моменты отпускания педали тормоза автомобиль сохраняет управляемость.

Существует спорное мнение, что если человек умеет тормозить прерывисто, то ему не нужна система АБС. Хотя прерывистое торможение и позволяет снизить тормозной путь, у него есть недостаток. Для того, чтобы в критической ситуации затормозить таким способом, необходимо прерывисто тормозить постоянно. Это позволит выработать соответствующий навык. Но при прерывистом торможении автомобиль сильно раскачивается и, поэтому, постоянно тормозить таким способом некомфортно для водителя. И уж тем более постоянная раскачка не понравится Вашим пассажирам!

Ну а поскольку система АБС сама срабатывает в момент резкого торможения, она является незаменимым помощником в любом автомобиле.

Автомобили с АБС

Начиная с 2016 года все выпускаемые в обращение автомобили, включая отечественные, в обязательном порядке оборудуются антиблокировочной системой тормозов.

До 2016 года на многих недорогих моделях автомобилей АБС поставлялась в качестве дополнительной опции, поэтому при покупке подержанного автомобиля, выпущенного до 2016 года, обращайте внимание на наличие данной системы.

Торможение с АБС на видео

Напоследок привожу ролик, в котором тормозят автомобили с АБС и без нее, используя прерывистое и простое торможение:

Кстати отмечу, что в ролике прерывистое торможение выполняет опытный инструктор, который заранее знает, что ему придется тормозить. Уверен, в критической ситуации и он не сразу начнет тормозить прерывисто. И уж тем более в критической ситуации растеряется простой водитель, а выручить его сможет только АБС.

Задача каждого водителя — избежать ДТП, и антиблокировочная система оказывает в этом неоценимую помощь.

Удачи на дорогах!

pddmaster.ru

Антиблокировочная тормозная система – что это такое

Исключает ли антиблокировочная тормозная система возможность заноса?

Одно из самых страшных для любого автолюбителя явлений – занос автомобиля. Транспортное средство становится неуправляемым и резко меняет траекторию движения.

К тому же, чаще всего заносы происходят на высокой скорости и в экстренной ситуации, а значит, на исправление проблемы может не остаться времени. Хорошо если все случилось на пустой, ровной и широкой площадке, иначе последствия могут быть ужасны.

Одна из причин заносов и потери управляемости автомобилем – блокировка колес. Происходит она из-за того, что на большой скорости длительной и резкое нажатие педали тормоза приводит к «зажатию» осей автомобиля тормозными колодками.

Колесо при этом резко останавливает вращение, но поскольку автомобиль имеет значительную скорость, а следовательно и кинетическую энергию, вся эта энергия передается уже неподвижным колесам. В этой ситуации автомобиль может резко изменить траекторию, слететь в кювет или даже перевернуться.

Чтобы не допускать подобных ситуаций была изобретена антиблокировочная система (АБС). Простейшая АБС состоит из компьютера (блок АБС), датчиков, которые подключаются к каждому из колес и системы управления торможением. В определенный момент, когда нагрузка на колеса со стороны тормозов превышает допустимое значение, компьютер в блоке АБС срабатывает и на долю секунды «ослабляет» силу работы тормозов.

Процесс торможения получается «прерывистым», как будто человек давил на педаль не постоянно, а короткими и резкими «тычками». Кстати, именно такое нажатие на педаль тормоза – быстрое и недолгое и считается правильным и безопасным, поскольку автомобиль останавливается быстро, но при этом риск потери контроля над ним намного ниже.

Таким образом, АБС это автоматическая система управления торможением двигателя, главной задачей которой является плавная и безопасная остановка автомобиля без риска заносов и прочих неприятностей. В современных машинах система АБС очень надежная и эффективная, благодаря мощным компьютерным системам и целым набором датчиков в авто.

Однако, управляя автомобилем никогда нельзя полностью доверять свою безопасность этой системе. АБС снижает вероятность заноса, но не исключает ее полностью. Во-первых, это связано с тем, что любая, даже самая надежная электроника всегда может дать сбой. Особенно опасными в этом отношении являются современные, но изношенные автомобили.

Любое неправильное положение датчика может либо остановить работу АБС (она не включится и колеса «пойдут юзом»), или же напротив включит антиблокировочный режим без надобности.

Например, такие случаи бывают на перекрестках – водитель медленно «подкатывается» к светофору. Перед ним стоит авто, скорость небольшая и водитель планирует мягко затормозить за пару метров до препятствия. Но по причине изношенного датчика или блока АБС, система срабатывает и фактически блокирует педаль тормоза, она становится будто свинцовой и не реагирует на нажатие.

Как результат – помятые автомобили, материальные затраты и испорченное настроение. Поэтому пользуясь машиной с системой АБС очень важно следить за ее техническим состоянием и вовремя обслуживать все элементы тормозной системы.

Во-вторых, даже самая современная компьютерная система не всегда может справиться в сложных условиях. АБС способна предотвратить блокировку колес, но не может «удержать» автомобиль на скользкой, мокрой или неровной дороге.

По этой причине при езде зимой очень важно уменьшать скорость и увеличивать интервал, а так же избегать резких маневров на дороге, поскольку чаще всего ДТП в это время года происходят не столько из-за блокировки колес, сколько из-за «соскальзывания» авто в сторону в процессе остановки.

Более того, некоторые водители даже считают АБС вредной в зимних условиях, поскольку при езде по гололеду без шипов сила трения колес минимальна.

В этом случае, в экстренной ситуации, пустив колеса «юзом» можно хотя бы немного «зацепить» их об частицы снега и грязи и тем самым снизить силу удара, в то время как заблокированные АБС тормоза могут вообще не повлиять на скорость автомобиля.

Ну и, наконец, главная причина, по которой АБС не всегда исключает возможность заноса – человеческий фактор. Антиблокировочная система снижает риск заноса только тогда, когда скорость и резкость поворотов не превышают допустимую норму.

К сожалению, некоторое водители полагают, что современные автомобили способны остановиться и не потерять курсовую устойчивость при любом стиле вождения и злоупотребляют превышением скорости, обгонами или резкими маневрами.

В этом отношении важно помнить, что самая главная «деталь» (и система безопасности) в автомобиле – это его водитель.

Поэтому для снижения риска заносов и других опасных явлений прежде всего важно придерживаться максимально аккуратного и безопасного стиля вождения.

fit-book.ru

Антиблокировочная тормозная система ABS: устройство и принцип работы

Аббревиатура ABS знакома всем автовладельцам, и даже малоопытные водители знают, что их машина оборудована такой системой. Однако зачастую у них ошибочное представление о принципе ее работы до той поры, пока тормозная педаль при нажатии не начинает давать отдачу. Так почему же АБС во многих странах признана штатным элементом автомобиля, и в чем ее достоинства и недостатки?

 

Принцип работы и зачем нужна ABS

Антиблокировочная тормозная система не дает колесам заблокироваться при езде. И если в момент торможения это происходит, то лишь кратковременно, поскольку ABS сразу же снижает давление в тормозном канале, восстанавливая работоспособность колес. А если манипулировать с тормозом сильно и постоянно, то цикл блокировка/разблокировка будет осуществляться с регулярностью несколько раз в секунду. 

Большинство водителей почему-то ошибочно считает, что АБС необходима исключительно для сокращения тормозной дистанции, в то время как ее предназначение заключается в том, чтобы машина управлялась во время даже экстренного торможения. Ведь у малоопытных автомобилистов есть привычка сильно нажимать педаль тормоза, что приводит к блокировке колес. Соответственно, автомобиль перестает слушаться руля, и транспортное средство продолжает двигаться прямолинейно. То есть до тех пор, пока не будет восстановлено сцепление с дорожным покрытием, совершить любой маневр невозможно. Именно эту проблему и помогает решать антиблокировочная система торможения, повышающая активную безопасность.

Однако это не все, ибо еще одной функцией АБС является обеспечение безопасного движения на поверхностях с неоднородным покрытием. Допустим, если одна сторона автомобиля попадает на лед или в лужу, а другая остается на сухом асфальте, то есть большой риск, что машина пойдет юзом и даже развернется. Причина этого эффекта в том, что одна сторона будет тормозить эффективнее другой. Чтобы такого дисбаланса не происходило, и нужна антиблокировочная система. 

 

Устройство

Как работает ABS, мы вкратце уже описали, однако поскольку эта система претерпела серьезную эволюцию, есть смысл рассказать о ее компонентах. Стандартная АБС состоит из электронного блока, получающего информацию от датчика вращения колес, и управляющих клапанов тормозной магистрали. Также в систему может включаться насос, позволяющий моментально восстанавливать давление после его снижения из-за открытого клапана. Причем «опрос» датчиков электронный блок способен производить несколько раз в секунду, блокируя и разблокируя колеса. Именно по этой причине при срабатывании ABS педаль тормоза вибрирует. 

На современные автомобили ставится по 4 клапана управления давлением, более старые модели могут иметь 1-3 клапана. Как работает датчик ABS – другой вопрос, ибо он реагирует только на резкое снижение скорости вращения колес. И нужно учитывать, что они на одной оси могут вращаться неравномерно даже в штатных ситуациях. Например, при вхождении в поворот «внешние» колеса вращаются быстрее «внутренних». Это дает основание утверждать, что 4-клапанная антиблокировочная система считается самой совершенной: электронный блок получает информацию с каждого колеса, быстро регулируя их вращение.     

 

Недостатки 

 Основным недостатком антиблокировочной тормозной системы является зависимость ее эффективности от состояния поверхности, по которой едет автомобиль. Если он движется по бугристой дороге, то тормозной путь становится более длинным, чем в машине без АБС. Дело в том, что на такой поверхности колеса периодически подпрыгивают в момент торможения, и сцепление с дорогой теряется, ибо колеса перестают вращаться. В такие моменты ABS оценивает это как блокировку и прекращает торможение. А как только сцепление с дорогой восстанавливается, системе нужно некоторое время, чтобы «подумать» и подстроиться под изменившиеся условия езды. А это несколько увеличивает тормозной путь.

 Не очень дружит «антиблок» и с неоднородными участками дороги. Например, если лед сменяется сухим асфальтом, а затем сразу же снегом, это тоже приводит к удлинению тормозного пути. Ведь усилие торможения на каждом участке разное, и системе приходится постоянно перестраиваться, что делает торможение менее эффективным. 

 Далеко не всесильна АБС и на рыхлых грунтах. В данном случае автомобиль, не оснащенный ею, остановится быстрее. Ничего сложного в этом нет: заблокированное колесо в момент торможения зарывается в землю или гравий, тем самым формируя горку, которая препятствует дальнейшему движению.

 Наконец, на низкой скорости «антиблок» попросту отключается. И это самое неприятное, особенно часто такое происходит при езде по скользкой дороге под уклон. Поэтому водителю нужно быть начеку и не забывать, что в таких ситуациях спасает исключительно ручной тормоз. 

 Вдобавок, если автомобиль укомплектован шипованными шинами, то при езде по льду АБС тоже ухудшает торможение: шипы вгрызаются в лед и оставляют борозды. В таких случаях система работает на пределах своих возможностей, а контролируемые ею колеса вращаются пусть и с небольшим, но проскальзыванием.

 

Этот факт позволяет многим водителям, считающими себя профессионалами, утверждать, что АБС – не что иное, как технологическое излишество, не позволяющее человеку стопроцентно контролировать автомобиль и увеличивающее тормозной путь. Однако они забывают, что все-таки у электроники при этом есть «железное» преимущество: она предоставляет возможность маневрирования, а не ожидать порой рокового исхода, зажав педаль тормоза…

Кроме того, невзирая на все перечисленные недостатки антиблокировочной тормозной системы, пользы от нее много и в другом плане. Ведь именно ее существование позволило конструкторам включить в техническое оснащение автомобиля антипробуксовочную функцию, а также системы помощи при подъеме и спуске. 

 

Почему АБС является обязательной

В странах Евросоюза оборудование «антиблоком» стало стандартным требованием еще 15 лет назад, поскольку она реально улучшает активную безопасность транспортных средств. Ведь теперь автомобиль является просто средством передвижения, а не предметом роскоши, и управление им доступно едва ли не каждому. Вдобавок профессиональные навыки у современных водителей гораздо ниже, чем еще в начале 2000-х годах, когда к людям за рулем предъявлялись куда более серьезные требования. 

Главная проблема, которую успешно решает АБС – потеря управления машиной в ситуации экстренного торможения. Ведь практически любое внезапно возникшее на дороге препятствие провоцирует неопытного водителя резко нажать на педаль тормоза. Также система серьезно повышает безопасность при вхождении в поворот на слишком высокой скорости или наезда на обочину. Одним словом, практически в любой нештатной ситуации спасает «антиблок», снижая вероятность ошибки автовладельца. 

 

Что делать, если АБС отсутствует?

Способ повышения безопасности при управлении машиной без АБС известен давным-давно – этот «дедовский» прием называется прерывистым торможением. Причем он очень характерен для опытных водителей, которые успешно борются с желанием все сильнее и сильнее давить на педаль тормоза. Вместо этого они нажимают толчками, и поэтому колеса блокируются лишь на доли секунды. 

В данном случае срабатывает тот же принцип, что и при использовании АБС. И все было бы хорошо, если бы не одно серьезное «но»: даже настоящий профессионал с солидным стажем управления машиной не способен регулировать давление в тормозных магистралях настолько часто, как самая элементарная ABS с одним клапаном. Правда, если ее нет, прерывистое торможение тоже способно выручить в экстренной ситуации. 

avtoinstruktor199.ru

Как работает ABS и неисправности этой системы: фото и видео

Сегодня новые автомобили оснащены самыми разными системами, с помощью которых даже водители-новички могут с легкостью справится с управлением. Одной из самых первых систем, считается антиблокировочная тормозная система. Система ABS устанавливается даже в базовые комплектации автомашин. Это электромеханический блок, который в таких сложных дорожных ситуациях, как скользкий, мокрый путь или гололед, управляет торможением транспортного средства. По сути, это правая рука водителя, тем более новичка.

Содержание:

Правильное торможение без АБС

Каждому водителю следует осознавать, что недостаточно просто вовремя воспользоваться педалью тормоза. Так как если при большой скорости резко нажать на тормоз, то колеса автомобиля блокируются, в результате чего не будет сцепки колес с дорожным покрытием. Покрытие дороги может быть разным, поэтому и скорость скольжения колес будет разная. В результате транспортное средство перестает быть управляемым и может легко пойти в занос. Если владелец автомашины неопытный, то контролирование направления автомобиля может выдаться ему не по силам.

Самое главное в таком торможении – это не допустить, чтобы колеса жестко заблокировались, в результате чего транспортное средство идет в занос. Во избежание таких случаев, рекомендуется применение приема прерывистого торможения. Для осуществления такого правильного торможения, необходимо периодически с маленьким интервалом то нажимать, то отпускать педаль тормоза, и ни в коем случае нельзя держать педаль тормоза нажатой до полной остановки. С помощью такой простой методики торможения, можно контролировать автомобиль несмотря на качество поверхности дороги.

Однако необходимо учитывать простой человеческий фактор – водитель в непредвиденной ситуации способен растеряться и все правила торможения могут просто вылететь у него с головы. Для контроля транспортного средства в подобных экстренных ситуациях и была разработана антиблокировочная система торможения.

В чем секрет работы ABS

Важно знать по какому принципу работает АБС, ведь она имеет тесную связь с системой управления, а это значит, что соответственно и с уровнем безопасности автоводителя и пассажира. Итак, основная идея работы системы состоит в том, что когда водитель жмет педаль тормоза, происходит мгновенный контроль, а также на колеса перераспределяется тормозное усилие. Посредством этого, автомашина управляема в любых условиях, и достигается эффект снижения скорости. Однако нельзя полагаться только на различные дополнительные системы потому, что водителю следует освоить собственный автомобиль – длину тормозного пути и поведение в экстренных ситуациях. Рекомендуется протестировать способности автомобиля на специализированных автодромах, для того, чтобы в будущем предотвратить щекотливые ситуации на дороге.

Еще существуют некоторые особенности работы АБС. Например, когда шофер решил прекратить движение автомашины, оснащенной системой ABS, то при нажатии педали тормоза ощущается легкая вибрация на педали, и может слышатся сопровождающий звук похожий на «трещотку». Вибрация и звук – это признак того, что система заработала. Тем временем датчики выполняют считывание показателей скорости, а блок управления обеспечивает контроль давления внутри тормозных цилиндров. Таким образом, не позволяет блокировку колес, а притормаживает быстрыми рывками. Благодаря этому, обороты автомобиля падают, и при этом не идет в занос, что позволяет управлять транспортным средством до самой остановки. Даже при скользкой дороге, с системой ABS, водителю необходимо только держать под контролем направление автомобиля. Такое идеальное и управляемое торможение возможно только благодаря системе АБС.

Следует подчеркнуть следующие этапы действия:

1. Сбрасывание давления в тормозном цилиндре.
2. Поддержка беспрерывного давления в цилиндре.
3. Увеличение давления до соответствующего уровня в самом тормозном цилиндре.

Важно знать, что гидроблок в транспортном средстве монтируется в тормозную систему подряд прямо после главного тормозного цилиндра. Что касается электромагнитного клапана, то это – своеобразный кран, который впускает и блокирует приток жидкого вещества к самим тормозным цилиндрам.

Контролирование, а также рабочие процессы системы торможения автомашины выполняются в согласии с информацией, которая поступила на блок управления АБС от скоростных датчиков.

При процессе торможения, ABS расшифровывает информацию с датчиков частоты вращения колес, благодаря которой равномерно падает скорость транспортного средства. В случае остановки любого колеса, сигнал моментально отправляется с датчиков скорости к блоку управления. Приняв такой сигнал, модуль управления снимает блокировку благодаря активации выпускного клапана, который блокирует вход жидкого вещества в колесный тормозной цилиндр. В этот момент насос возвращает жидкость в гидроаккумулятор. Когда обороты колеса увеличатся до допустимой скорости, то блок управления даст команду прикрыть выпускной и открыть впускной клапан. После этого запускается насос, который будет нагнетать давление в тормозной цилиндр, в результате чего колесо будет дальше притормаживать. Эти процессы осуществляются мгновенно, и длятся до окончательной остановки транспортного средства.

Обсуждаемая суть работы АБС, представляет самую новую четырехканальную систему, в которой происходит контроль всех колес транспортного средства.

Другие известные типы

1. Одноканальный состоит из датчика, расположенного на заднем мосту, задача которого заключается в распределении тормозного усилия синхронно на четыре колеса. Такого рода система имеет всего одну пару клапанов, благодаря чему, одновременно варьируется давление полностью по всему контуру.
2. Двухканальный – в ней осуществляется парный контроль колес, которые размещены по одной стороне.
3. Трехканальный состоит из трех датчиков скорости: один вмонтирован на заднем мосту, а остальные вмонтированы на передних колесах в отдельности. В упомянутом виде системы находится три пары клапанов (впускной и выпускной). Действие этого вида ABS состоит в индивидуальном контроле передних колес и в паре задних.

Сравнив разные типы АБС, можно заключить, что их отличие проявляется только в разном количестве самих клапанов и датчиков контроля скорости. Однако суть системы в транспортном средстве, а также порядок протекающих процессов идентична у всех видов систем.

История внедрения системы

Инженеры ведущих автомобильных компаний усердно занимались разработкой ABS в первой половине 70-х годов. Даже самые первые системы были довольно успешны, и уже в том десятилетии подобные системы начали устанавливать в автомобили серийного производства.

Изначально на автомашины монтировались механические датчики только на одной оси, которые отправляли данные в модуль управления об изменении давления в тормозных контурах. Разработчики с Германии сделали в этой области еще один шаг вперед и начали использовать датчики без контактов, и это, в свою очередь, катализировало передачу информации в логический блок. Кроме того, число ложных срабатываний сократилось, и за счет того, что устранились трущиеся поверхности, пропал износ. По тому же принципу, который использовался в первых антиблокировочных системах, работает и современная система.

Составные антиблокировочной системы

Гипотетически строение АБС абсолютно несложно, и состоит из следующих устройств:

• гидроблок
• датчики скорости
• блок электронного управления

Последнее играет роль «интеллекта» системы (компьютер), поэтому не трудно представить какую он отыгрывает роль. Что касается датчиков контроля скорости и гидроблока, необходим более глубокий анализ.

Как работает датчик скорости

Датчики, которые контролируют скорость работают по принципу электромагнитной индукции. В редуктор ведущего моста жестко зафиксирована катушка с магнитным сердечником. Также в ступице закреплен зубчатый венец, который вращается параллельно с колесом. Затем такое вращение меняет параметры магнитного поля, что в ответ обуславливает появление тока. Сила электротока будет прямо пропорционально расти по отношению к скорости вращения колес. Отталкиваясь от этой силы, в свою очередь, создается сигнал, и передается в блок электронного управления. Импульсы передаются от четырех датчиков скорости, которые бывают двух типов: активными и пассивными, а также отличатся по конструкции.

Активный тип датчика функционирует с магнитной втулкой. Передача бинарного сигнала осуществляется посредством считывания его метки. Благодаря скорости вращения, отсутствуют погрешности, и как результат – точные импульсные данные.

В пассивном типе применяется определенная гребенка в блоке ступицы. Благодаря подобным сигналам, датчик способен определить скорость вращения. Важно учитывать один недостаток этой конструкции – при небольшой скорости может получится неточность.

Гидроблок

В состав гидроблока входит:

• резервуар для хранения тормозной жидкости – гидроаккумулятор;
• впускные и выпускные электромагнитные клапаны, благодаря которым регулируется давление, нагнетаемое в тормозных цилиндрах транспортного средства. Каждый вид ABS отличается числом пар клапанов;
• благодаря универсальному насосу осуществляется нагнетание необходимого давления в системе, в результате чего подается тормозная жидкость из гидроаккумулятора, а когда необходимо, отбирает ее назад.

Некоторые недостатки АБС

Один из самых больших недостатков антиблокировочной системы торможения это то, что ее эффективность зависит от качества и состояния поверхности дороги. При недостаточно хорошей поверхности дороги, путь торможения значительно длиннее. Это благодаря тому, что время от времени колесо теряет контакт или сцепление с асфальтом и прекращает вращение. ABS определяет подобного рода остановку колеса, как блокировку, и тем самым перестает тормозить. В момент сцепки колес с асфальтом, запрограммированная команда не согласуется с необходимой в данном случае, и самой системе необходимо опять перестраиваться, что требует времени и увеличивается тормозной путь. Свести к минимуму такой эффект можно только уменьшив скорость движения транспортного средства.

В случае неоднородного покрытия дороги, например, снег – асфальт или лед – асфальт, попадая на мокрый или скользящий участок дороги, ABS оценивает покрытие и настраивает под данную дорогу процесс торможения. Вместе с тем при попадании колес на асфальт, АБС опять перестраивается, из-за чего снова-таки увеличивается длина тупи торможения.

На грунтовых дорогах обычная система торможения работает намного лучше и надежнее, чем антиблокировочная система торможения. Ведь при обычном торможении, заблокированное колесо толкает грунт, создавая небольшую горку, которая не дает возможности дальше двигаться транспортному средству. Благодаря этому автомобиль останавливается очень быстро.

Еще один изъян антиблокировочной системы торможения состоит в том, что при небольшой скорости, система совсем отключается. В случае, когда дорога под уклоном и в то же время скользкая, нужно помнить о том, что может потребоваться для торможения надежный ручной тормоз. Поэтому его нужно иметь всегда в рабочем состоянии.

Штатного отключения антиблокировочной системы торможения в автомобилях не предусматривается. Иногда водители хотят отключить эту систему. Для этого необходимо вытянуть из блока штекер. Необходимо также учесть, что в новых автомобилях от ABS зависит и перераспределение межосевых тормозных сил. Поэтому, посредством торможения, полностью блокируются задние колеса.

Важно отметить, что система АБС – отличное дополнение к тормозной системе автомобиля, благодаря которому можно контролировать автомобиль в самых сложных и необычных ситуациях. Несмотря на это не следует забывать, что невозможно полностью полагаться на автомат. Со стороны водителя тоже нужно прикладывать большие усилия, чтобы держать ситуацию под контролем.

Видео

Поделитесь с друзьями!

autoiwc.ru

Антиблокировочные тормозные системы (АБС) | ABS

Обоснование необходимости применения АБС

При прямолинейном движении во время торможения автомобиля на его колесо действуют разные силы: вес автомобиля, тормозная сила и боковая сила. Величина сил зависит от множества факторов, таких как скорость движения автомобиля, размеры колес, состояние и конструкция шин и дорожного полотна, конструкции тормозной системы и ее технического состояния.

Рис. Силы, действующие на колесо при торможении:
G – вес автомобиля; FB – тормозная сила; FS – боковая сила; νF – скорость автомобиля; α – угол увода; ω – угловая скорость

Во время прямолинейного движения автомобиля с постоянной скоростью разницы в скоростях вращения колес не возникает  При этом не возникает также разницы между приведенной скоростью движения автомобиля νF и согласованной с ней усредненной скоростью νR вращения колес, т.е. νF = νR. Под усредненной скоростью вращения колес понимается величина

νR = (νR1+ νR2 + νR3 + νR4)/4,
где νR1…νR4 — скорости вращения каждого колеса в отдельности.

Но как только начинается процесс интенсивного торможения, приведенная скорость автомобиля νF, начинает превышать усредненную скорость νR вращения колес, так как кузов «обгоняет» колеса под действием силы инерции массы автомобиля, т.е. νF >νR.

В такой ситуации между колесами и дорогой возникает явление равномерного умеренного скольжения  Это скольжение является рабочим параметром тормозной системы и определяется как:

λ = (νF — νR)/ νF•100%

Физически рабочее скольжение в отличие от аварийного юза реализуется за счет прогибания протектора колесных шин, сдвига мелких фракций на поверхности дороги, и за счет амортизации автомобильной подвески. Эти факторы удерживают автомобиль от юза и отображают полезную суть рабочего скольжения колеса при его торможении. Ясно, что при этом замедление вращения колеса происходит постепенно и управляемо, а не мгновенно, как при блокировке.

Величина λ названа коэффициентом скольжения и измеряется в процентах. Если λ = 0%, то колеса вращаются свободно, без воздействия на них дорожного сопротивления трению. Коэффициент скольжения λ = 100% соответствует юзу колеса, когда оно переходит в заблокированное состояние. При этом значительно снижаются тормозная эффективность, устойчивость и управляемость автомобиля при торможении.

При появлении эффекта рабочего скольжения, при котором все еще имеет место нормальное качение колес  между ними и дорогой возникает равномерно возрастающее сопротивление трению выражаемое коэффициентом сцепления в направлении движения μHF, которое является функцией от рабочего скольжения γ и создает силу торможения автомобиля FB = K μHFG. К – конст­руктивный коэффициент пропорциональности, зависящий от состояния протектора шин, тормозных колодок  тормозных дисков и тормозных суппортов.

На рисунке представлена зависимость величины относительного скольжения колеса от коэффициента сцепления в направлении движения μHF и коэффициента сцепления в поперечном направлении μS при торможении на сухом бетонном покрытии.

Рис. Зависимость коэффициента сцепления от скольжения колес.

Как видно из рисунке величина относительного скольжения колеса λ достигает своего максимального значения при определенных значениях коэффициента сцепления в направлении движения μHF, при уменьшении коэффициента сцепления в поперечном направлении μS. Для большинства дорожных покрытий при значениях γ, а значит и тормозная сила, в интервале от 10% до 30% μHF достигает максимальной величины и это значение называют критическим (λ)кp. В этих пределах и коэффициент сцепления в поперечном направлении μS имеет достаточно высокое значение, что обеспечивает устойчивое движение автомобиля при торможении, если на автомобиль действует боковая сила.

Вид кривых коэффициента сцепления в направлении движения μHF, и коэффициента сцепления в поперечном направлении μS зависит в значительной степени от типа и состояния дорожного покрытия и шин.

Важно заметить, что при малых γ (от 0% до 7%) сила торможения линейно зависит от скольжения.

При экстренном торможении значительное усилие на педаль тормоза может вызвать блокировку колес. Сила сцепления шин с дорожным покрытием при этом резко ослабевает, и водитель теряет управление автомобилем.

Назначение и устройство АБС

Антиблокировочные системы (АБС) тормозов призваны обеспечить постоянный контроль за силой сцепления колес с дорогой и соответственно регулировать в каждый данный момент тормозное усилие, прилагаемое к каждому колесу. АБС производит перераспределение давления в ветвях гидропривода колесных тормозов так, чтобы не допустить блокирования колес и вместе с тем достичь максимальной силы торможения без потери управляемости автомобиля.

Основной задачей АБС является поддерживание в процессе торможения относительного скольжения колес в узких пределах вблизи λкp. В этом случае обеспечиваются оптимальные характеристики торможения. Для этой цели необходимо автоматически регулировать в процессе торможения подводимый к колесам тормозной момент.

Появилось много разнообразных конструкций АБС, которые решают задачу автоматического регулирования тормозного момента. Независимо от конструкции, любая АБС должна включать следующие элементы:

• датчики, функцией которых является выдача информации, в зависимости от принятой системы регулирования, об угловой скорости колеса, давлении рабочего тела в тормозном приводе, замедлении автомобиля и др.
• блок управления, обычно электрон­ный, куда поступает информация от датчиков, который после логической обработки поступившей информации дает команду исполнительным механизмам
• исполнительные механизмы (моду­ляторы давления), которые в зависи­мости от поступившей из блока управ­ления команды снижают, повышают или удерживают на постоянном уровне давление в тормозном приводе колес

Рис. Схема управления АБС:
1 – исполнительный механизм; 2 – главный тормозной цилиндр; 3 – колесный тормозной цилиндр; 4 – блок управления; 5 – датчик вращения скорости колеса

Процесс регулирования с помощью АБС торможения колеса – цикличес­кий. Связано это с инерционностью самого колеса, привода, а также элементов АБС. Качество регулирования оценивается по тому, насколько АБС обеспечивает скольжение тормозящего колеса в заданных пределах. При большом размахе циклических колеба­ний давления нарушается комфортабельность при торможении «дерга­ние», а элементы автомобиля испытывают дополнительные нагрузки. Качество работы АБС зависит от принятого принципа регулирования, а также от быстродействия системы в целом. Быстродействие определяет циклическую частоту изменения тормозного момента. Важным свойством АБС должна быть способность приспосабливаться к изменению условий торможения (адаптивность) и, в первую очередь, к изменению коэффициента сцепления в процессе торможения.

Разработано большое число принципов (алгоритмов функционирова­ния), по которым работают АБС. Они различаются по сложности, стоимости реализации и по степени удовлетворе­ния поставленным требованиям. Сре­ди них наиболее широкое применение получил алгоритм функционирования по замедлению тормозящего колеса.

Тормозная динамика автомобиля с АБС зависит от принятой схемы установки элементов этой системы. С точ­ки зрения тормозной эффективности, наилучшей является схема с автономным регулированием каждого колеса. Для этого необходимо установить на каждое колесо датчик, а в тормозном приводе – модулятор давления и блок управления. Эта схема наиболее сложная и дорогостоящая.

Существуют более простые схемы АБС. На рисунке б показана схема АБС с регулируемым торможением двух задних колес. Для этого используются два колесных датчика угловых скоростей и один блок управления. В такой схеме применяют так называе­мое низко- или высокопороговое регулирование  Низкопороговое регулиро­вание предусматривает управление тормозящим колесом, находящимся в худших по сцеплению условиях («слабым» колесом). В этом случае тормозные возможности «сильного» колеса недоиспользуются, но создается равенство тормозных сил, что способствует сохранению курсовой устойчивости при торможении при некотором снижении тормозной эффективности. Вы­сокопороговое регулирование, т. е. управление колесом, находящимся в лучших по сцеплению условиях, дает более высокую тормозную эффектив­ность, хотя устойчивость при этом несколько снижается. «Слабое» колесо при этом способе регулирования циклически блокируется.

Рис. Схемы установки АБС на автомобиле

Еще более простая схема приведе­на на рисунке в. Здесь используются один датчик угловой скорости, размещенный на карданном валу, один модулятор давления и один блок управления. По сравнению с предыдущей эта схема имеет меньшую чувствительность.

На рисунке г приведена схема, в которой применены датчики угловых скоростей на каждом колесе, два моду­лятора, два блока управления. В такой схеме может применяться как низко-, так и высокопороговое регулирование. Часто в таких схемах используют смешанное регулирование (например, низ­копороговое для колес передней оси и высокопороговое для колес задней оси). По сложности и стоимости эта схема занимает промежуточное положение между рассмотренными.

Процесс работы АБС может прохо­дить по двух- или трехфазовому циклу.

При двухфазовом цикле:

• первая фаза – нарастание давления
• вторая фаза – сброс давления

При трехфазо­вом цикле:

• первая фаза – нарастание давления
• вторая фаза – сброс давления
• третья фаза – поддержание давления на постоянном уровне

При установке на легковом автомобиле АБС возможны замкнутый и ра­зомкнутый тормозные гидроприводы.

Рис. Схема модулятора давления гидростатического тормозного привода

Замкнутый или закрытый (гидро­статический) привод работает по прин­ципу изменения объема тормозной сис­темы в процессе торможения. Такой привод отличается от обычного уста­новкой модулятора давления с дополнительной камерой. Модулятор работает по двухфазовому циклу:

• Первая фаза – нарастание давления  обмотка электромагнита 1 отключена от источника тока. Якорь 3 с плунжером 4 находится под действием пружины 2 в крайнем правом положе­нии. Клапан 6 пружиной 5 отжат от своего гнезда. При нажатии на тор­мозную педаль давление жидкости, создаваемое в главном цилиндре (вывод II), передается через вывод I к рабочим тормозным цилиндрам. Тормозной момент растет.
• Вторая фаза – сброс давления: блок управления подключает обмотку электромагнита 1 к источнику питания  Якорь 3 с плунжером 4 переме­щается влево, увеличивая при этом объем камеры 7. Одновременно кла­пан 6 также перемещается влево, перекрывая вывод I к рабочим тор­мозным цилиндрам колес. Из-за увеличения объема камеры 7 давление в рабочих цилиндрах падает, а тормозной момент снижается. Далее блок управления дает команду на нараста­ние давления, и цикл повторяется.

Разомкнутый или открытый тормозной гидропривод (привод высокого давления) имеет внешний источник энергии в виде гидронасоса высокого давления, обычно в сочетании с гидроаккумулятором.

В настоящее время отдается предпоч­тение гидроприводу высокого давления, более сложному по сравнению с гидростатическим, но обладающим необходимым быстродействием.

Рис. Двухконтурный тормозной привод с АБС:
1 – колесный датчик угловой скорости; 2 – модуля­торы; 3 – блоки управления; 4 – гидроаккумулято­ры; 5 – обратные клапаны; 6 – клапан управления; 7 – гидронасос высокого давления; 8 – сливной ба­чок

Тормозной привод имеет два контура, поэтому необходима установка двух авто­номных гидроаккумуляторов. Давление в гидроаккумуляторах поддерживается на уровне 14…15 МПа. Здесь применен двух­секционный клапан управления, обеспечи­вающий следящее действие, т. е. пропор­циональность между усилием на тормозной педали и давлением в тормозной системе. При нажатии на тормозную педаль дав­ление от гидроаккумуляторов передается к модуляторам 2, которые автомати­чески управляются электронными блоками 3, получающими информацию от колесных датчиков 1. На рисунке приведена схема двухфазового золотникового модулятора давления для тормозного гидропривода высокого давления. Рассмотрим фазы ра­боты этого модулятора:

• Фаза 1 нарастания давления: блок управления АБС отклю­чает катушку соленоида от источника тока. Золотник и якорь соленоида уси­лием пружины перемещены в верхнее по­ложение. При нажатии на тормозную педаль клапан управления сообщает гид­роаккумулятор (вывод I) с нагнетатель­ным каналом модулятора давления. Тор­мозная жидкость под давлением поступает через вывод II к рабочим цилиндрам тормозных механизмов. Тормозной момент растет.
• Фаза 2 сброса давления: блок управления сообщает катушку соле­ноида с источником питания. Якорь соле­ноида перемещает золотник в нижнее поло­жение. Подача тормозной жидкости в ра­бочие цилиндры прерывается: вывод II рабочих тормозных цилиндров сообщается с каналом слива III. Тормозной момент снижается. Блок управления дает команду на нарастание давления, отключая катуш­ку соленоида от источника питания, и цикл повторяется.

Рис. Схема работы двухфазного модулятора высокого давления:
а – фаза 1; б – фаза 2

В настоящее время более распространены АБС, работающие по трехфазовому цик­лу. Примером такой системы является довольно распространенная система АБС 2S фирмы Бош.

Эта система встраивается в качестве дополнительной в обычную тормозную систему. Между главным тормозным цилиндром и колесными цилиндрами устанавливается нагнетательные (Н) и разгрузочные (Р) электро­магнитные клапаны, которые либо поддерживает на постоянном уровне, либо снижают давление в приводах колес или в контурах. Электромагнитные клапаны приводятся в действие блоком управления, обрабатывающим информацию, поступающую от четырех колесных датчиков.

Блок управления, куда непрерывно поступают данные о скорости вращения каждого колеса и ее изменениях, определяет момент возникно­вения блокировки, затем, при необходимости, производит сброс давления, включает гидронасос, который возвращает часть тормозной жидкости обратно в питательный бачок главного цилиндра.

Рис. Функциональная схема АБС Bosch 2S:
1 – блок управления; 2 – модулятор; 3 – главный тормозной цилиндр; 4 – бачок; 5 – электрогидронасос; 6 — колесный цилиндр; 7 – ротор колесного датчика; 8 – колесный индуктивный датчик; 9 – сигнальная лампа; 10 – регулятор тормозных сил; Н/Р – нагнетательный и разгрузочный электромагнитные клапаны; — .-. входные сигналы БУ; — ­–­ — – выходные сигналы БУ; –––– тормозной трубопровод

В модуляторе АБС скомпонованы электро­магнитные клапаны, гидронасос с аккумуляторами давления жидкости, реле электромагнитных клапанов и реле гидронасоса.

Рис. Электрогидравлический модулятор:
1 – электромагнитные клапаны; 2 – реле гидронасоса; 3 – реле электромагнитных клапанов; 4 – электрический разъем; 5 – электродвигатель гидронасоса; 6 – радиаль­ный поршневой элемент насоса; 7 – аккумулятор давления; 8 – глушитель

Работа системы происходит по программе, подразделяющейся на три фазы: 1 – нормальное или обычное торможение; 2 – удержание давления на постоянном уровне; 3 – сброс давления.

Фаза нормального торможения

При обычном тормо­жении напряжение на электромагнитных клапанах отсутствует, из главного цилиндра тормозная жидкость под давлением свободно проходит через открытые электромагнитные клапаны и приводит в действие тормозные механизмы колес. Гидронасос не работает.

Рис. Фазы торможения:
а) фаза нормального торможения; б) фаза удержания давления на постоянном уровне; в) фаза сброса давления; 1 – ротор колесного датчика; 2 – колесный датчик; 3 – колесный (рабочий) цилиндр; 4 – электрогидравлический модулятор; 5 – электро­магнитный клапан; 6 – аккумулятор давления; 7 – нагне­тательный насос; 8 – главный тормозной цилиндр; 9 – блок управления

Фаза удержания давления на постоянном уровне

При появлении признаков блокировки одного из колес БУ, получив соответствующий сигнал от колесного датчика, переходит к выполнению программы цикла удержания давления на постоян­ном уровне путем разъединения главного и соответствующего колесного цилиндра. На обмотку электромагнитного клапана подается ток силой 2 А. Поршень клапана перемещается и перекрывает поступление тормозной жидкости из главного цилиндра. Давление в рабочем цилиндре колеса остается неизменным, даже если водитель продолжает нажимать на педаль тормоза.

Фаза сброса давления

Если опасность блокировки колеса сохраняется, БУ подает на обмотку электромагнитного клапана ток большей сипы: 5 А. В результате дополнительного перемещения поршня клапана открывается канал, через который тормозная жидкость сбрасывается в аккумулятор давления жидкости. Давление в колесном цилиндре падает. БУ выдает команду на включение гидронасоса, который отводит часть жидкости из аккумулятора давления. Педаль тормоза приподни­мается, что ощущается по биению тормозной педали.

Индуктивный колесный датчик состоит из обмотки 5 и сердечника 4. Зубчатое колесо 6 имеет частоту вращения, равную частоте вращения колеса. При вращении колеса 6, выполненного из ферромагнитного железа, изменяется магнитный поток в зависимости от прохождения зубьев ротора, что приводит к изменению переменного напряжения в катушке. Частота изменения напряжения зависит от частоты вращения зубчатого колеса, т. е. частоты вращения колеса автомобиля. Воздушный зазор и размеры зубца оказывают большое влияние на амплитуду сигнала. Это позволяет определить положение колеса по интервалам между зубцами в пределах половины или трети. Сигнал от индуктивного датчика передается в электронный блок управления.

Рис. Индуктивный датчик:
1 – постоянный магнит; 2 – корпус; 3 – крепление датчика; 4 – сердечник; 5 – обмотка; 6 – зубчатое колесо

Индуктивные датчики могут крепиться на валу привода колеса, на валу привода конических шестерен для заднеприводных моделей автомобиля, на поворотных цапфах и внутри ступицы колеса.

Рис. Крепление индуктивного датчика на поворотной цапфе:
1 – тормозной диск; 2 – передняя ступица; 3 – защитный кожух; 4 – винт с внутренним шестигранным зацеплением; 5 – датчик; 6 – поворотная цапфа

Рис. Крепление индуктивного датчика внутри ступицы колеса:
1 – фланец крепления колеса; 2 – шарики; 3 – кольцо датчика ABS; 4 – датчик; 5 – фланец крепления к подвеске.

Более совершенны активные датчики, применяемые для измерения частоты вращения колеса. Чувствительный элемент электронной ячейки 2 такого датчика изготовлен из материала, электропроводность которого зависит от напряженности магнитного поля. При вращении задающего диска 3 происходят изменения магнитного поля. Вызываемые изменяющимся магнитным полем колебания проходящего через чувствительный элемент тока преобразуются в электронной схеме в колебания напряжения, выводимого на внешние контакты датчика. При вращении задающего диска установленный около него датчик вырабатывает прямоугольные импульсы, частота которых соответствует частоте вращения диска. Преимуществом данного датчика по сравнению с ранее применяемыми системами является точная регистрация частоты вращения при ее снижении вплоть до остановки колеса.

Рис. Активный датчик:
1 – корпус датчика; 2 – электронная ячейка датчика; 3 – задающий диск

Как правило, на щитке приборов должна находиться контрольная лампочка, которая должна гаснуть при работающем двигателе или если скорость автомобиля превышает 5 км/час. Она также загорается, если одно из колес пробуксовывает более 20 секунд или если электроснабжение выдает напряжение менее 10 вольт. Контрольная лампочка системы преду­преждает водителя о том, что из-за неисправ­ности системы произошло ее автоматическое отключение, при этом однако тормозная система про­должает функционировать как обычная тормозная система без АБС.

Аналогичный принцип работы применяется и для АБС 2Е фирмы Бош, однако в этой системе применяется уравнивающий цилиндр для уравнивания давления в тормозном приводе задних колес, который позволяет вместо четырех электромагнитных клапанов применять три клапана. В состав модулятора входят таким образом не четыре, а три электромагнитных клапана, уравнивающий цилиндр, двухпоршневой нагнетательный гидронасос, два аккумулятора давления, реле насоса и реле электромагнитных клапанов.

Система работает следующим образом. При обычном торможении тормозная жидкость под давлением из главного цилиндра поступает в рабочие цилиндры обоих передних колес и правого заднего колеса через три электромагнитных клапана, которые в исходном положении закрыты. В рабочий цилиндр левого заднего колеса тормозная жидкость подается через открытый перепускной клапан уравнивающего цилиндра. Когда возникает опасность блокировки одного из передних колес, БУ выдает команду на закрытие соответствующего электромагнитного клапана, предотвращая повышение давления в колесном цилиндре. Если опасность блокировки колеса не устранена, к электромагнитному клапану подводится ток, обеспечивающий открытие участка магистрали между рабочим цилиндром колеса и акку­мулятором давления. Давление в приводе тормоза падает, после чего БУ выдает команду на включение гидронасоса, который перегоняет жидкость в главный цилиндр через уравнивающий цилиндр.

Рис. АБС 2Е фирмы Бош в фазе обычного торможения:
1 – главный тормозной цилиндр; 2 – электромагнитный клапан; 3 – аккумулятор давления; 4 – электромагнитный клапан заднего моста; 5 – нагнетательный насос; 6 – перепускной клапан; 7 – поршень уравнительного цилиндра; Ппр – переднее правое колесо; Пл – переднее левое колесо; Зпр – заднее правое колесо; Зл – заднее левое колесо

Когда возникает опасность блокировки одного из задних колес, давление тормозной жидкости будет регулироваться в обоих задних тормозах одновременно, с тем чтобы не допустить движения задних колес юзом.

Электромагнитный клапан привода правого заднего тормоза устанавливается в положение удержания постоянного давления и перекрывает участок магистрали между главным цилиндром и колесным цилиндром. На противоположные торцевые поверх­ности поршня 7 уравнивающего цилиндра начинает действовать давление различной величины, вследствие чего поршень со штоком переместится в сторону наименьшего давления (на рисунке – вверх) и закроет клапан 6, разъединив главный цилиндр и колесный цилиндр левого заднего тормоза. Поршень уравнивающего цилиндра из-за образующейся разницы давления в рабочих полостях над ним и под ним всякий раз устанавли­вается в такое положение, при котором давление в приводах обоих задних тормозов одинаково.

Если сохраняется опасность блокировки задних колес, БУ запитывает электромагнитный клапан в контуре задних колес током в 5 А. Золотник электромагнитного клапана перемещается и открывает участок контура между рабочим цилиндром правого заднего тормоза и аккумулятором давления жидкости. Давление в контуре уменьшается. Гидронасос нагнетает тормозную жид­кость в главный цилиндр через уравнивающий цилиндр. В результате снижения давления в пространстве над поршнем 7 происходит очередное его перемещение, сжимается пружина центрального клапана, увеличивается объем пространства под верхним поршнем. Давление в левом колесном тормозном цилиндре снижается. Поршень уравнивающего цилиндра вновь устанавливается в положение, соответствующее равенству дав­лений в приводах обоих задних тормозов. После устранения угрозы блокировки колес электромагнитный клапан возвращается в исходное положение. Поршень уравни­вающего цилиндра под действием пружины также занимает исходное нижнее положение.

Более совершенной является АБС 5-й серии фирмы Бош с блоком 10, которая относится к новому поколению систем АБС, представляя собой замкнутую гидравлическую систему, не имеющую канала для возврата тормозной жидкости в бачок, питающий главный тор­мозной цилиндр. Схема этой системы показана на примере автомобиля Вольво S40.

Рис. Схема АБС 5-й серии фирмы Бош:
1 – обратные клапаны; 2 – клапан плунжерного насоса; 3 – гидроаккумулятор; 4 – камера подавления пульсации в системе; 5 – электро­двигатель с эксцентриковым плунжерным насосом; 6 – бачок для тормозной жидкости; 7– педаль ра­бочего тормоза; 8 – усилитель; 9 – главный тормозной цилиндр; 10 – блок АБС; 11 – выпускные управ­ляемые клапаны; 12 – впускные управляемые клапаны; 13 – дросселирующий клапан; 14-17 – тормозные механизмы

Электронные и гидравлические компонен­ты смонтированы как единый узел. В их чис­ло входят, кроме указанных в схеме: реле для включения электродвигателя плунжер­ного насоса 5 и реле включения впускных 12 и выпускных 11 клапанов. Внешними ком­понентами являются: сигнальная лампа работы АБС в приборной панели, которая загорается в случае возникновения неисправ­ности в системе, а также при включении за­жигания в течение четырех секунд; выключа­тель стоп-сигнала и датчики скорости враще­ния колес. Блок имеет вывод на диагностиче­ский разъем.

Дросселирующий клапан 13 устанавливается для снижения тормозного усилия на задних колесах с целью избежания их блокировки. В связи с тем, что тормозная сис­тема имеет настройку по более «слабому» заднему колесу (это означает, что давление тормозов задних колес одинаковое, а его ве­личина устанавливается по наиболее близко­му к блокированию колесу), дросселирую­щий клапан устанавливается один на контур.

Тормозные механизмы 14-17 включают тормозные диски и однопоршневые суппорты с плавающей скобой и тормозными колодка­ми, оборудованными скобами контроля из­носа фрикционных накладок. Тормозные ме­ханизмы задних колес аналогичны передним, но имеют сплошные тормозные диски (на передних — вентилируемые) и исполнительный механизм стояночного тормоза, вмонтированный в суппорт.

При нажатии педали 7 тормоза ее рычаг ос­вобождает кнопку выключателя стоп-сигнала, который, срабатывая, включает лампочки стоп-сигналов и приводит АБС в дежурное со­стояние. Движение педали через шток и вакуумный усилитель 8 передается на поршни главного цилиндра 9. Центральный клапан во вторичном поршне и манжета первичного поршня перекрывают сообщение контуров с бачком 6 для тормозной жидкости. Это приводит к росту давления в тормозных контурах. Оно действует на поршни тормозных цилиндров в тормозных суппортах. В результате этого тормозные колодки прижимаются к дискам. При отпускании педали все детали возвращаются в исходное положение.

Если при торможении одно из колес близ­ко к блокировке (о чем сообщает датчик ча­стоты вращения), блок управления перекры­вает впускной клапан 12 соответствующего контура, что препятствует дальнейшему рос­ту давления в контуре независимо от роста давления в главном цилиндре. В то же время начинает работать гидравлический плун­жерный насос 5. Если вращение колеса про­должает замедляться, блок управления от­крывает выпускной клапан 11, позволяя тор­мозной жидкости возвратиться в гидроакку­муляторы 3. Это приводит к уменьшению давления в контуре и позволяет колесу вра­щаться быстрее. Если вращение колеса чрез­мерно ускоряется (по сравнению с другими колесами) для повышения давления в кон­туре блок управления перекрывает выпуск­ной клапан 11 и открывает впускной 12. Тор­мозная жидкость подается из главного тор­мозного цилиндра и с помощью плунжерно­го насоса 5 из гидроаккумуляторов 3. Демпферные камеры 4 сглаживают (подав­ляют) пульсации, возникающие в системе при работе плунжерного насоса.

Выключатель стоп-сигнала информирует модуль управления о торможении. Это поз­воляет модулю управления более точно кон­тролировать параметры вращения колес.

Диагностический разъем служит для под­соединения Volvo System Tester при выполне­нии диагностики.

Если автомобиль оборудован системой DSA (система динамической стабилизации), то модуль управления системой DSA получа­ет данные о частоте вращения колес, которые необходимы для измерения пробуксовывания. Эту информацию модуль управления систе­мой DSA получает с модуля управления сис­темой АБС. Для этой цели служат три комму­никационные линии. Система DSA не исполь­зует тормоза для контроля пробуксовывания.

Внутренние реле (для насоса и клапанов) имеют отдельные соединения, защищенные плавкими предохранителями.

При включении зажигания система прове­ряет электрическое сопротивление всех ком­понентов. Во время этой проверки горит сиг­нальная лампа. После завершения проверки (4 с) лампа должна погаснуть.

При движении автомобиля выполняется проверка элек­тродвигателя насоса, его реле, впускных и выпускных клапанов на скорости 6 км/ч. На скорости 40 км/ч осуществляется провер­ка работы колесных датчиков. Во время рабо­ты системы насос функционирует в не­прерывном режиме.

Во время движения в дождь или снегопад при скорости движения более 70 км/час и включенном стеклоочистителе лобового стекла тормозные накладки передних тормозов периодически (каждые 185 секунд) кратковременно (на 2,5 секунды) прижимаются к тормозным дискам с минимальным давлением (0,5…1,5 кгс/см2). В результате этого накладки и диски очищаются, и улучшается эффективность торможения.

ustroistvo-avtomobilya.ru